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Signal

Calculateur de bruit thermique Johnson-Nyquist

Calculez la tension du bruit thermique, la puissance sonore et la densité spectrale du bruit pour les résistances à l'aide de la formule de bruit de Johnson-Nyquist

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Formule

V_n = √(4kTRB)

V_n— RMS noise voltage (V)
k— Boltzmann constant (1.38×10⁻²³) (J/K)
T— Absolute temperature (K)
R— Resistance (Ω)
B— Noise bandwidth (Hz)

Comment ça marche

Le bruit thermique de Johnson-Nyquist est un phénomène fondamental dans les systèmes électroniques où les composants électriques génèrent des fluctuations aléatoires de tension ou de courant en raison de l'agitation thermique des porteurs de charge. À toute température supérieure au zéro absolu, le mouvement aléatoire des électrons dans un conducteur crée des variations de tension spontanées, qui apparaissent sous forme de bruit électrique. Ce bruit est directement proportionnel à la température et à la résistance du composant, et est indépendant de la composition spécifique du matériau.

Exemple Résolu

Calculez le bruit thermique Johnson-Nyquist pour une résistance de 1 kΩ à température ambiante (290 K). En utilisant la formule V_n = √ (4KTrΔf), où k = constante de Boltzmann (1,38 × 10^-23 J/K), T = température (290 K), R = résistance (1000 Ω) et Δf = bande passante (1 Hz), on obtient : V_n = √ (4 * 1,38 × 10^-23 * 290 * 1000 * 1) = 4,05 × 10^-9 V ou 4,05 nV

Conseils Pratiques

  • ✓Tenez toujours compte du bruit thermique lors de la conception de circuits analogiques à faible signal
  • ✓Minimisez le bruit en réduisant les valeurs des résistances et la température de fonctionnement
  • ✓Utilisez des amplificateurs à faible bruit pour des mesures sensibles
  • ✓Tenez compte du facteur de bruit lors de la sélection des composants électroniques

Erreurs Fréquentes

  • ✗Ignorer le bruit thermique dans les circuits à haute impédance
  • ✗En supposant que toutes les sources de bruit sont égales
  • ✗Ne pas tenir compte des variations de température
  • ✗Ignorer les effets de bande passante sur le calcul du bruit

Foire Aux Questions

Bruit électronique fondamental généré par l'agitation thermique des porteurs de charge dans un conducteur, créant des fluctuations de tension aléatoires.
Le bruit thermique augmente directement avec la température : des températures plus élevées entraînent un plus grand mouvement des électrons et une augmentation de la tension de bruit.
Non, c'est un phénomène physique fondamental qui existe à toute température supérieure au zéro absolu.

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